天然產(chǎn)物化學(xué)第二章

天然產(chǎn)物化學(xué)第二章第1頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

一、天然產(chǎn)物化學(xué)成分的預(yù)試驗基本原理是根據(jù)各成分極性的不同，先系統(tǒng)地分成幾個不同部分，然后利用顯色反應(yīng)或沉淀反應(yīng)，或結(jié)合紙色譜、薄板色譜，定性判斷各部分中可能含有的化合物類型。

根據(jù)相似相溶的原理，極性大的成分在極性溶劑中溶解度大，極性小的成分則易溶于非極性溶劑。選擇適當(dāng)?shù)娜軇?，極性由小到大，或由大到小，可順次將極性比較相近的成分分開。常用溶劑的極性次序為（由小到大）：石油醚<環(huán)己烷<苯<氯仿（二氯甲烷）—乙醚<乙酸乙酯<正丁醇<丙醇、乙醇<甲醇<水<含鹽水第2頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四極性強弱溶劑名稱有效成分類型非極性（親脂性）溶劑石油醚、環(huán)己烷、汽油、苯、甲苯等油脂、揮發(fā)油、植物甾醇（游離態(tài)）、某些生物堿、親脂性強的香豆素等弱極性溶劑乙醚樹脂、內(nèi)酯、黃酮類化合物的苷元、醌類、游離生物堿及醚溶性有機酸弱極性溶劑氯仿游離生物堿等中等極性溶劑乙酸乙酯極性較小的苷類（單糖苷）中等極性溶劑正丁醇極性較大苷類（二糖和三糖苷）等極性溶劑丙酮、甲醇、乙醇生物堿及其鹽、有機酸及其鹽、苷類、氨基酸、鞣質(zhì)和某些單糖等強極性溶劑水a(chǎn)a、Pr、糖類、水溶性生物堿、胺類、鞣質(zhì)、苷類、無機鹽等表2-1

溶劑和有效成分極性相似對照第3頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四天然藥材粗粉5-10g5-10g5-10g加水50-100ml浸濕1h10倍量95％EtOH回流1h10倍石油醚浸提0.5h水提液EtOH提取液石油醚提取液（檢查單糖、多糖、鞣質(zhì)、皂苷、aa、多肽、蛋白質(zhì)）（檢查萜類、甾體、油脂、揮發(fā)油）回收EtOH濃縮液甲份乙份EtOH溶解醇溶液

HCl溶液（檢測生物堿）不溶物EtOAc溶解（檢查鞣質(zhì)、酚類、有機酸、黃酮、蒽醌、甾體、三萜等）EtOAC溶液5％NaOH溶液振搖

堿水液（檢查有機酸、酚類）EtOAC液EtOH溶解濃縮物（檢查萜類、內(nèi)酯、強心甘）天然產(chǎn)物化學(xué)成分的預(yù)試驗流程圖2-1第4頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

生物堿

常用碘化鉍鉀（Dragendorff試劑），顯棕黃色或橘紅色沉淀。

黃酮

將乙醇液加鎂粉，滴入濃鹽酸后震蕩在泡沫處呈桃紅色，或與1%AlCl3乙醇溶液呈有色熒光。

皂苷、強心苷、甾體

在乙酐溶液中與濃硫酸反映后顯各種紅紫色，皂苷水溶液震蕩時能產(chǎn)生大量泡沫。定性試驗可初步驗證有無上述各類物質(zhì)第5頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

氨基酸和肽

與茚三酮反應(yīng)顯藍紫色。蛋白質(zhì)

雙縮脲反應(yīng)（NaOH+CuSO4）顯紫紅色

有機酸

與溴酚藍反應(yīng)呈黃色

酚類

與FeCl3顯紫色、藍色糖和苷

與斐林試劑作用有磚紅色Cu2O沉淀。第6頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四二、天然產(chǎn)物化學(xué)成分的系統(tǒng)分離

系統(tǒng)分離包括粗分階段和細分階段：粗分階段主要指大類物質(zhì)的分離，如皂苷、蛋白質(zhì)等，也可指相似極性物質(zhì)的分離；細分階段稱作組分分離。第7頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四植物原材料粉末用乙醇溶液浸提數(shù)次，合并浸液，減壓濃縮浸膏用熱水浸提，攪拌懸浮，用石油醚抽提數(shù)次水層（或混懸物）石油醚（或苯）抽提液（親脂部位）用氯仿抽提水層（或混懸物）

氯仿可溶物（弱極性部位）用EtOAc萃取5次，分層

水層（或混懸物）乙酸乙酯可溶物（中等極性部位）正丁醇萃取水層（強極性部位）正丁醇層（中等偏大極性部位）Fig2-2

天然產(chǎn)物化學(xué)成分的系統(tǒng)分離流程此提取法操作程序較繁，且耗費溶劑和時間。對無資料可循的中草藥、菌類代謝產(chǎn)物，往往先采用這個方法確定有效成分，然后根據(jù)實踐中的體會和有效成分的理化性質(zhì)，再改進、簡化分離方法。第8頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

對于水提液，可采用離子交換樹脂將它分為堿、酸和中性三部分，如下圖2－3所示。第9頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四目的物為已知成分或已知化學(xué)結(jié)構(gòu)類型，如從甘草中提取甘草酸、麻黃中提取麻黃素，或從植物中提取某類成分如總生物堿或總酸性成分時，工作程序比較簡單。一般宜先查閱有關(guān)資料，搜集比較該種或該類成分的各種提取方案，尤其是工業(yè)生產(chǎn)方法，再根據(jù)具體條件加以選用。提取天然產(chǎn)物的常用方法：（一）溶劑法（二）水蒸氣蒸餾法（三）分餾法（四）沉淀法（五）鹽析法（六）透析法（七）升華法第10頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

原理：根據(jù)天然產(chǎn)物中各種成分的溶解性能，選用對所需成分溶解度大而對其他成分溶解度小的溶劑，將所需成分從藥材組織中溶解出來的一種方法。包括浸漬法、滲漉法、煎煮法、回流提取、連續(xù)回流提取。1）浸漬法以水或稀醇為溶劑，在常溫或溫?zé)幔?0℃~80℃）條件下。適于遇熱易破壞及含多量淀粉、黏液質(zhì)、樹膠、果膠的植物。2）滲漉法以稀乙醇或酸水為溶劑，不斷向藥材中添加新鮮溶劑，使其滲過藥材。適于遇熱易破壞及含多量淀粉、黏液質(zhì)、樹膠、果膠的植物。但費溶劑、費時。3）煎煮法以水為溶劑對具有揮發(fā)性及遇熱易破壞成分、對含多量淀粉、黏液質(zhì)成分的藥材不宜用。4）回流提取以有機溶劑加熱回流。對遇熱易破壞的成分有影響，費溶劑、操作麻煩。5）連續(xù)回流提取彌補回流提取的缺點。提取效率高，節(jié)省溶劑,但時間較長。第11頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四1.采用幾種不同極性的溶劑分步提取選擇三四種不同極性的溶劑，由低極性到高極性分步進行提取，使各成分依其在不同極性溶劑中溶解度的差異而得到分離。一般先采用極性低的、與水不相混溶的有機溶劑，如石油醚、苯、氯仿、乙醚等；這些溶劑的選擇性能強，但有些有毒，易燃（氯仿除外），價格昂貴，對浸入植物組織的能力較弱；再用能與水相溶的有機溶劑，如丙酮、乙醇、甲醇等，最后用水提取。目前常用的兩種系統(tǒng)為A、己烷——乙醚——甲醇——水；B、己烷——二氯甲烷——甲醇——水。在室溫下一次提取，這樣可使植物中非極性與極性化合物得到初步分離。第12頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四2.單一溶劑提取

A．水常用的溶劑中，水為取之不盡、用之不竭的溶劑。水是一種強極性溶劑，天然藥物中親水性的成分，如無機鹽、糖類、分子不太大的多糖類、鞣質(zhì)、氨基酸、蛋白質(zhì)、有機酸鹽、生物堿鹽及其苷類等都能被水溶出。有時為了增加某些成分的溶解度，也常采用酸水或堿水作為提取溶劑。例如多數(shù)游離的生物堿是親脂性化合物，不溶或難溶于水，但與酸結(jié)合成鹽后，能夠離子化，加強了極性，就變成了親水的物質(zhì)，不溶或難溶于有機溶劑，所以通常用酸水提取生物堿。對于有機酸、黃酮、蒽醌、內(nèi)酯、香豆素以及酚類成分，則常用堿水提取，可使成分易于溶出。第13頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四水提取存在的問題也不少，主要有以下幾點：①水提取易酶解苷類成分，且易霉壞變質(zhì)。②某些含果膠、粘液質(zhì)類成分的天然藥物，其水提取液常常很難過濾。③沸水提取時，天然藥物中的淀粉可被糊化，而增加過濾的困難。故含淀粉量多的天然藥物，不宜磨成細粉后加水煎煮。④天然藥物水提取液中含有皂苷及粘液質(zhì)類成分，在減壓濃縮時，還會產(chǎn)生大量泡沫，造成濃縮的困難。通常在實驗室中往往加少量的戊醇或辛醇來克服，或可在蒸餾器上裝置一個氣-液分離防濺球加以克服，工業(yè)上則常用薄膜濃縮裝置。第14頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四B．親水性的有機溶劑指與水能混溶的有機溶劑，如乙醇（酒精）、甲醇（木精）、丙酮等，以乙醇最常用。乙醇的溶解性能比較好，對天然藥物細胞的穿透能力較強。天然藥物中除親水性成分如蛋白質(zhì)、粘液質(zhì)、果膠、淀粉、部分多糖，油脂和蠟質(zhì)等外，其余成分在乙醇中皆有一定程度的溶解度；一些難溶于水的親脂性成分在乙醇中的溶解度也較大。而且乙醇的濃度還可以根據(jù)被提取物質(zhì)的性質(zhì)而變化，采用不同濃度的乙醇進行提取。用乙醇提取時，乙醇的用量、提取時間皆比用水提取節(jié)省，溶解出來的水溶性雜質(zhì)也少。乙醇為有機溶劑，雖易燃，但毒性小，價格便宜，來源方便，有一定設(shè)備即可回收反復(fù)使用，而且乙醇的提取液不易發(fā)霉變質(zhì)。因此乙醇是實驗室和工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用范圍最廣的一種溶劑，是歷來提取最常用的一種溶劑。甲醇的性質(zhì)雖和乙醇相似，沸點也比較低（64℃），但因為有毒性，所以提取時少用，使用時應(yīng)注意安全。第15頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四C．親脂性的有機溶劑與水不能互溶的有機溶劑，如石油醚、苯、氯仿、乙醚、乙酸乙酯、二氯甲烷等。這些溶劑的選擇性強，不能或不容易提出親水性雜質(zhì)，易提取親脂性的物質(zhì)，如油脂、揮發(fā)油、蠟、脂溶性色素等強親脂性的成分。這類溶劑容易揮發(fā)，多易燃（氯仿除外），一般有毒，價格較貴，設(shè)備要求也比較高，操作需要有通風(fēng)設(shè)備。另外這類試劑透入植物組織的能力較弱，往往需要長時間反復(fù)提取才能提取完全。藥材中水分的存在，會降低這類溶劑的穿透力，很難浸出其有效成分，影響提取效率，所以對原料的干燥度要求較高。鑒于以上原因，在大量提取中草藥原料時，或工業(yè)生產(chǎn)時直接應(yīng)用這類溶劑有一定的局限性。第16頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四D．酸性、堿性有機溶劑

如果有效成分是酸性或堿性化合物，?？杉尤脒m當(dāng)?shù)乃峄驂A，再用有機溶劑提取。例如生物堿在植物體中一般與酸結(jié)合成鹽存在，在生藥中加入適量的堿液，拌勻，使生物堿游離出來，再用有機溶劑（如苯、氯仿）提取。同樣，有機酸可加酸使其游離，然后用有機溶劑提取。提取可以在室溫下進行，亦可用蒸氣浴加熱提取，一般來說，冷提雜質(zhì)較少，而熱提效率較高，但雜質(zhì)較多。在不了解有效成分的情況下，一般采用冷滲或室溫浸漬，提取液在60℃以下濃縮，如溶劑沸點超過70℃則采用減壓蒸餾濃縮，若有固體或結(jié)晶，可濾出，與母液分開后再進一步分離純化其中的成分。在提取分離過程中，應(yīng)該注意，復(fù)雜的混合物在各成分之間具有助溶的作用，經(jīng)提純后往往難溶或不溶于原來的提取溶劑中。第17頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四3.兩種或兩種以上溶劑利用植物中所含成分在某種溶劑中溶解度的差異而達到分離的目的。第18頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四4.液-液分配萃取原理：利用混合物中的各成分在兩種互不相溶的溶劑中，由于分配系數(shù)不同而達到分離的目的。分配系數(shù)在一定溫度及壓力下為一常數(shù)，可用下式表示：K=Cu/CL

Cu：表示溶質(zhì)在上相溶劑中的濃度；CL：表示溶質(zhì)在下相溶劑中的濃度。萃取時如果各成分在兩相溶劑中分配系數(shù)相差越大，則分離效率越高；若所需成分是脂溶性，可用有機溶劑如苯、氯仿或乙醚與水進行液液萃取，可除去水溶性物質(zhì)糖類、無機鹽等；若所需成分是親水性物質(zhì)，其水溶液用弱親脂性溶劑，如乙酸乙酯、丁醇、戊醇等萃取。有時可在氯仿或二氯甲烷中加少量甲醇或乙醇進行萃取。第19頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四5.反應(yīng)溶劑萃取通常內(nèi)酯類化合物不溶于水，其內(nèi)酯環(huán)遇堿水解成為羧酸鹽而溶于水，再加酸酸化，可重新形成內(nèi)酯環(huán)，回復(fù)原物而不溶于水，從而與其它雜質(zhì)分開。從蛔蒿中提取驅(qū)蛔有效成分山道年就利用此性質(zhì)。第20頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

適于具有揮發(fā)性，能隨水蒸氣蒸餾而不被破壞的有效成分的提取。這些化合物與水不相混溶或僅微溶，且在約100℃時有一定的蒸氣壓，當(dāng)水蒸氣加熱沸騰時，能將該物質(zhì)一并隨水蒸氣帶出。

例：大蒜素（allicin）的提取大蒜用酒精浸泡，酒精提取液減壓蒸去大部分酒精后，剩余液加水稀釋，繼續(xù)減壓蒸餾，這時大蒜素隨水一起蒸出，蒸出液用乙醚抽提，醚液濃縮干，即得油狀的大蒜素。第21頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四水蒸氣蒸餾裝置第22頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四分餾就是多次蒸餾。利用分餾技術(shù)甚至可以將沸點相距1℃～2℃的混合物分離開來。例：在分離毒芹總堿中的毒芹堿和羥基毒芹堿時，可利用它們的沸點不同進行常壓或減壓分餾，然后再精制純化。第23頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

原理：利用某些植物成分與某些試劑產(chǎn)生沉淀的性質(zhì)而得到分離或除去“雜質(zhì)”的方法即為沉淀法。最常用鉛鹽法——中性乙酸鉛或堿式乙酸鉛，在水或稀醇溶液中能與許多物質(zhì)生成難溶性的鉛鹽或鉻鹽沉淀。

脫鉛方法通常用硫化氫氣體，使分解并轉(zhuǎn)為不溶性硫化鉛沉淀而除去。通入空氣或CO2讓氣泡帶出多余的硫化氫氣體

第24頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四脫鉛的方法也可使用硫酸、磷酸、硫酸鈉等物質(zhì)，但生成的硫酸鉛及磷酸鉛在水中有一定的溶解度，所以脫鉛不徹底；由于方法比較簡便，故實驗室中仍常采用陽離子交換樹脂，雖可脫鉛，但植物中離子性化合物也同時被交換而損失，并促使離子交換樹脂老化，因此不常采用。第25頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四常用沉淀劑化合物中性乙酸鉛酸性、鄰位酚羥基化合物，有機酸、蛋白質(zhì)、黏液質(zhì)、鞣質(zhì)、樹脂、酸性皂苷、部分黃酮苷堿式乙酸鉛除上述物質(zhì)外，還可沉淀某些苷類、生物堿等堿性物質(zhì)明礬黃芩苷雷氏銨鹽生物堿碘化鉀季銨生物堿苷咖啡堿、明膠、蛋白鞣質(zhì)膽固醇皂苷苦味酸、苦酮酸生物堿氯化鈣、石灰有機酸表2－2

幾種實驗室常用的沉淀劑第26頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

油茶餅——乙醇提取——減壓蒸餾濃縮——殘渣加乙醚脫脂——不溶物再溶于乙醇中——加乙醚使皂苷析出——沉淀物溶于乙醇，加膽固醇沉淀，過濾——沉淀干燥后置于索氏抽提器中用苯回流——不溶物為皂苷，苯液濃縮后可回收膽固醇。此皂苷對麥胚芽的生長具有明顯的抑制作用。第27頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

一般來說，所有固體溶質(zhì)都可以在溶液中加入中性鹽而沉淀析出，這一過程叫鹽析。常用的沉淀劑有NaCl、NH4Cl、(NH4)2SO4、Na2SO4、MgSO4等。例如，三顆針根粉用稀酸浸泡，稀酸液加NaCl近飽和即析出小檗堿鹽酸鹽。第28頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四（六）透析法

透析是利用具有特定大小、均勻孔徑的透析膜或超濾膜的篩分機理，在不加壓或加壓的條件下，水和小分子物質(zhì)選擇性通過半透膜，酶、蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)則被截留而達到分離的方法。常用于純化皂苷、蛋白質(zhì)、多肽和多糖等化合物。透析成功與否與膜孔的大小密切相關(guān)，根據(jù)欲分離成份分子的大小選擇適當(dāng)規(guī)格的透析膜，常用的有動物膜（如豬牛的膀胱）、火棉膠膜、蛋白質(zhì)膠膜和玻璃紙膜等。第29頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四市場有透析膜管出售，舉例如下：天花粉蛋白質(zhì)的分離：天花粉是葫蘆科植物栝樓的新鮮根，刨去麥皮，壓汁放置過夜后離心除去沉淀，上清液加硫酸銨分級沉淀，飽和度分別為40%、50%及75%，最后所得蛋白質(zhì)沉淀，加水溶解置于半透膜袋中進行透析，透析液無硫酸根反應(yīng)為止，將袋內(nèi)液體冷凍干燥即得。第30頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

固體物質(zhì)受熱直接氣化，遇冷后又凝固為固體化合物，稱為升華。

例如樟木中的樟腦、茶葉中的咖啡因具有升華特性。第31頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四一、根據(jù)物質(zhì)溶解度差別進行分離二、根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進行分離三、根據(jù)物質(zhì)的吸附性差別進行分離四、根據(jù)物質(zhì)分子大小進行分離五、根據(jù)物質(zhì)解離程度不同進行分離六、其他分離方法

第32頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四1.利用溫度不同可引起物質(zhì)溶解度的改變的性質(zhì)以分離物質(zhì)，如常見的結(jié)晶和重結(jié)晶。（1）結(jié)晶的條件過飽和溶液，適合的溫度5-10℃，靜置。（2）結(jié)晶溶劑的選擇溶劑能對所需成分的溶解度隨溫度的不同而有明顯的差別，即熱時溶解，冷時析出。對雜質(zhì)來說，在該溶劑中應(yīng)不溶或難溶。

常用的結(jié)晶溶劑有CH3OH、EtOH、Acetone

和EtOAc等。第33頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

結(jié)晶形成過程包括晶核的形成與結(jié)晶的生長兩部分。選擇適當(dāng)?shù)娜軇┦切纬删Ш说年P(guān)鍵。加晶種是誘導(dǎo)晶核形成的有效手段。

（4）不易結(jié)晶或非晶體化合物的處理化合物不易結(jié)晶，原因一是本身的性質(zhì)所決定的。二是由于夾雜不純物質(zhì)引起的。

若是化合物本身的性質(zhì)，需要制備其結(jié)晶性的衍生物或鹽。

常用的有鹽酸鹽、氫溴酸鹽、氫碘酸鹽、過氯酸鹽和苦味酸鹽等。

第34頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

每種化合物的結(jié)晶都有一定的形狀、色澤和熔點，可以作為初步鑒定的依據(jù)。純化合物結(jié)晶的熔點熔距應(yīng)在1-2℃內(nèi)。經(jīng)典方法判斷化合物的純度是比較復(fù)結(jié)晶前后結(jié)晶的形狀和熔點。結(jié)晶的形狀很多，常見為針狀、柱狀、棱柱狀、板狀、片狀、方晶、粒狀、簇狀及多邊形棱柱狀晶體等。第35頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四第36頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四2.在溶液中加入另一種溶劑以改變混合劑的極性，使一部分物質(zhì)沉淀析出，從而實現(xiàn)分離。

例如：在藥材濃縮水提取液中加入數(shù)倍量高濃度乙醇，以沉淀除去糖類、蛋白質(zhì)等水溶性雜質(zhì)（水提醇沉法）；或在濃縮乙醇提取液中加入數(shù)倍量水稀釋，放置使沉淀而除去樹脂、葉綠素等水不溶性雜質(zhì)（醇提水沉法）。第37頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四3.酸性、堿性或兩性有機化合物，可加入酸、堿以調(diào)節(jié)溶液的pH值，改變分子的存在狀態(tài)（游離型或解離型），從而改變?nèi)芙舛榷鴮崿F(xiàn)分離。

例如：一些生物堿類用酸水從藥材中提出后，加堿調(diào)至堿性即可從水中沉淀析出（酸提堿沉法）。第38頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

4.酸性或堿性化合物可以通過加入某種沉淀試劑使之生成不溶于水的鹽類沉淀析出。例如：

酸性化合物可生成鈣鹽、鋇鹽等，堿性化合物如生物堿等可生成苦味酸鹽、苦酮酸鹽等有機酸鹽或磷鉬酸鹽、磷鎢酸鹽等。第39頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四一、根據(jù)物質(zhì)溶解度差別進行分離二、根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進行分離三、根據(jù)物質(zhì)的吸附性差別進行分離四、根據(jù)物質(zhì)分子大小進行分離五、根據(jù)物質(zhì)解離程度不同進行分離六、其他分離方法

第40頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四1.液-液萃取法2.紙層析3.液-液分配柱色譜4.分配薄層色譜法二、根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進行分離第41頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四（1）分配系數(shù)K值兩種不能互溶的溶劑（如石油醚與水）置于分液漏斗中進行充分振搖，放置后即可分成兩相。此時其中含有的溶質(zhì)在兩相溶劑中的分配比在一定溫度及壓力下為一常數(shù)?？捎孟率奖硎荆?/p>

K=Cu/CL

Cu：表示溶質(zhì)在上相溶劑中的濃度；

CL：表示溶質(zhì)在下相溶劑中的濃度。第42頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

例如：現(xiàn)在假定有A、B兩種溶質(zhì)用氯仿和水進行分配，A、B均為1g，KA=10，KB=0.1，兩相溶劑體積比V氯仿/V水=1，q請問用分液漏斗需做幾次分配可基本上實現(xiàn)分離？

解：第一次振蕩分配平衡后，

KA

＝C水/C氯仿＝10，由于V氯仿＝

V水，C·V=m

所以mA水/mA氯仿＝10，即mA水＝10mA氯仿一次振蕩分配平衡后，溶質(zhì)A90%以上將分配在上相溶劑（水）中，不到10%則分配到下相溶劑（氯仿）中。同理，由于KB=0.1，所以振蕩分配平衡后，溶質(zhì)B的分配將與A相反。不到10%留在水中，90%以上分配在氯仿中。在上述條件下，A、B兩種溶質(zhì)在氯仿和水中僅作一次分配就可實現(xiàn)90%以上程度的分離。第43頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

用分離因子β值來表示分離的難易。

分離因子β定義：

A、B兩種溶質(zhì)在同一溶劑系統(tǒng)中分配系數(shù)的比值。即：β=KA/KB（注：KA>KB）

β≥100，作一次簡單萃取就可實現(xiàn)基本分離；

100＞β≥10，則需萃取10-12次；

β≤2時，需做100次以上萃?。?/p>

β≈1時，KA≈KB，作任意次分配也無法實現(xiàn)分離。第44頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

對酸性、堿性及兩性有機化合物來說，pH值變化可以改變它們的存在狀態(tài)（游離態(tài)或解離型），從而影響在溶劑系統(tǒng)中的分配比。

以酸性物質(zhì)為例，其在水中的解離平衡及解離常數(shù)K，可用下式表示：

HA+H2O≒A-+H3O+

當(dāng)pH值＜3時，酸性物質(zhì)多呈非解離狀態(tài)（HA）、堿性物質(zhì)則呈解離狀態(tài)（BH+）存在；當(dāng)pH值＞12，則酸性物質(zhì)呈解離狀態(tài)（A-）、堿性物質(zhì)則呈非解離狀態(tài)（B）存在。第45頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四圖2-5利用pH梯度萃取分離物質(zhì)的模式第46頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

逆流分溶法（countercurrentdistribution，CCD）是一種多次、連續(xù)的液-液萃取分離過程。

原理相當(dāng)于多個分液漏斗相連接。現(xiàn)一般采用逆流分溶儀，該儀器為由上百個萃取單元組成的全自動連續(xù)液-液萃取裝置。每個單元相當(dāng)于一個分液漏斗。

操作程序主要是振搖萃取——靜置分層——兩相分開——轉(zhuǎn)移——再萃取。第47頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

紙層析又叫紙色譜法，系以紙為載體，以紙上所含水分或其他物質(zhì)為固定相，用展開劑進行展開的分配色譜。

供試品經(jīng)展開后，可用比移值(Rf)表示其各組成成分的位置。

比移值＝原點中心至斑點中心的距離／原點中心至展開劑前沿的距離第48頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四紙色譜第49頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四1）展開室通常為圓形或長方形玻璃缸，缸上具有磨口玻璃蓋，應(yīng)能密閉。

2）點樣器常用具支架的微量注射器或定量毛細管,應(yīng)能使點樣位置正確、集中。

3）濾紙質(zhì)地均勻平整，具有一定機械強度，不含影響展開效果的雜質(zhì)；也不應(yīng)與所用顯色劑起作用。

第50頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四1）上行法

2）下行法（3）特殊紙色譜

1）反相紙層析

2）高溫紙層析

3）鹽析紙層析第51頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

定義：將兩相溶劑中的一相涂覆在硅膠等多孔載體上，作為固定相，填充在色譜管中，然后加入與固定相不相混融的另一相溶劑（流動相）沖洗色譜柱。這樣，物質(zhì)同樣可在兩相溶劑相對作逆流移動，在移動過程中不斷進行動態(tài)分配而得以分離。

第52頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

常用的載體主要有硅膠、硅藻土及纖維素粉等。分離水溶性或極性較大的成分，固定相多采用強極性溶劑，如水、緩沖液等，流動相則用氯仿、乙酸乙酯等有機溶劑，稱之為正相層析；分離脂溶性化合物，如高級脂肪酸等時，則兩相可以顛倒，固定相可用石蠟油，而流動相則用水或甲醇等強極性溶劑，稱之為反相層析。第53頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

加壓液相柱層析用的載體多為顆粒直徑較小，機械強度及比表面積均大的球形硅膠微粒。按加壓強弱可以分為：快速色譜（flashchromatography，約2.02×105Pa）低壓液相色譜（LPLC，＜5.05×105Pa）中壓液相色譜（MPLC，5.05×105-20.2×105Pa）高壓液相色譜（HPLC，＞20.2×105Pa）第54頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

減壓液相柱層析是利用真空為動力來加速流動相的一種色譜分離方法。減壓液相色譜法具有設(shè)備簡單、分離時間短、分離容量大等特點。第55頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

常用的支持劑有硅藻土、纖維素、滑石粉等，最常用的固定相是甲酰胺。

原理：多次分配的過程，分配系數(shù)(溶解度)不等實現(xiàn)分離。

分類：正相色譜，反相色譜

正相色譜：水為固定相(硅膠載體)，有機溶劑為流動相，極性強的組分K（分配系數(shù)）大，Rf值??；

反相色譜：烷基化學(xué)鍵合相為固定相，水-有機溶劑為流動相，極性強的組分K小，Rf值大。第56頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四一、根據(jù)物質(zhì)溶解度差別進行分離二、根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進行分離三、根據(jù)物質(zhì)的吸附性差別進行分離四、根據(jù)物質(zhì)分子大小進行分離五、根據(jù)物質(zhì)解離程度不同進行分離六、其他分離方法

第57頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

物理吸附、化學(xué)吸附及半化學(xué)吸附

物理吸附也叫表面吸附，因構(gòu)成溶液的分子（含溶質(zhì)及溶劑）與吸附劑表面分子的分子間力相互作用所引起的?；瘜W(xué)吸附如黃酮等酚酸性物質(zhì)被堿性氧化鋁的吸附，或生物堿被酸性硅膠的吸附等，具有選擇性，吸附十分牢固，有時甚至不可逆。

半化學(xué)吸附，如聚酰胺對黃酮類、醌類等化合物之間氫鍵吸附，力量較弱，介于物理吸附與化學(xué)吸附之間。第58頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

固液吸附時，吸附劑、溶質(zhì)、溶劑三者統(tǒng)稱為吸附過程中的三要素。極性吸附劑——硅膠、氧化鋁。具有特點：

1）對極性物質(zhì)具有強的親和能力，故極性強的溶質(zhì)將被優(yōu)先吸附。

2）溶劑極性越弱，則吸附劑對溶質(zhì)將表現(xiàn)出越強的吸附能力。溶劑極性增強，則吸附劑對溶質(zhì)的吸附能力即隨之減弱。

3）溶質(zhì)即使被硅膠、氧化鋁吸附，但一旦加入極性較強的溶劑時又可被后者置換洗脫下來。第59頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

非極性吸附劑——活性炭。對非極性物質(zhì)具有較強的親和能力，在水中對溶質(zhì)表現(xiàn)出強的吸附能力。溶劑極性降低，則活性炭對溶質(zhì)的吸附能力即隨之減弱。從活性炭上洗脫被吸附物質(zhì)時，洗脫溶劑的洗脫能力將隨溶劑極性的降低而增強。第60頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四極性強弱是支配物理吸附過程的主要因素。極性判斷：1）化合物的極性大小依化合物的官能團的極性大小而定。

R-COOH＞Ar-OH＞H2O＞R-OH＞R-NH2，R-NH-R’，R-N-R’R’’＞R-CO-N-R’R’’＞R-CHO＞R-CO-R’＞R-CO-OR’＞R-O-R’＞R-X＞R-H

第61頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四溶劑ε水溶度（g/100g）極性己烷1.880.007弱苯2.290.06乙醚（無水）4.471.3氯仿5.200.1乙酸乙酯6.113.0乙醇26甲醇31.2水81.0強表2－3

常見溶劑的介電常數(shù)第62頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

簡單吸附，常見如在結(jié)晶及重結(jié)晶過程中加入活性炭進行的脫色、脫臭等操作，在物質(zhì)精制過程中應(yīng)用很廣。注意，有時擬除去的色素不一定是親脂性的，故活性炭脫色不一定總能收到良好的效果。一般需根據(jù)預(yù)試結(jié)果先判斷色素的類型，再決定選用什么吸附劑處理為宜。第63頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

吸附色譜法定義：

是指用吸附劑作固定相，利用被分析組分對吸附劑表面吸附能力的差異和在流動相中溶解度的差異來進行分離分析的方法。按其操作方式可以分為柱層析色譜和薄層色譜。吸附色譜法常用吸附劑有硅膠、氧化鋁、聚酰胺和活性炭等。第64頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

色譜柱為內(nèi)徑均勻、下端縮口的硬質(zhì)玻璃管，下端用棉花或玻璃纖維塞住，管內(nèi)裝入吸附劑。操作步驟：①吸附劑的填裝②試品的加入③洗脫第65頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四第66頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四干法——將吸附劑一次加入色譜柱，振動管壁使其均勻下沉，然后沿管壁緩緩加入洗脫劑；或在色譜柱下端出口處連接活塞，加入適量的洗脫劑，旋開活塞使洗脫劑緩緩滴出，然后自管頂緩緩加入吸附劑，使其均勻地潤濕下沉，在管內(nèi)形成松緊適度的吸附層。濕法——將吸附劑與洗脫劑混合，攪拌除去空氣泡，徐徐傾入色譜柱中，然后加入洗脫劑將附著管壁的吸附劑洗下，使色譜柱面平整。第67頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

將供試品溶于開始洗脫時使用的洗脫劑中，再沿管壁緩緩加入，注意勿使吸附劑翻起?；?qū)⒐┰嚻啡苡谶m當(dāng)?shù)娜軇┲校c少量吸附劑混勻，再使溶劑揮發(fā)去盡使呈松散狀，加在已制備好的色譜柱上面。③洗脫

通常按洗脫劑洗脫能力大小遞增變換洗脫劑的品種和比例，分別分部收集流出液，至流出液中所含成分顯著減少或不再含有時，再改變洗脫劑的品種和比例。操作過程中應(yīng)保持有充分的洗脫劑留在吸附層的上面。第68頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

系將適宜的固定相涂布于玻璃板、塑料或鋁基片上，成一均勻薄層。待點樣、展開后，與適宜的對照物按同法所得的色譜圖作對比，用以進行藥品的鑒別、雜質(zhì)檢查或含量測定的方法。第69頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四①玻板。要求光滑、平整，洗凈后不附水珠，晾干。

②固定相或載體。最常用的有硅膠G、硅膠GF254

、硅膠H、硅膠HF254；薄層涂布，一般可分無粘合劑和含粘合劑兩種。常見粘合劑：10～15％煅石膏，0.5～0.7％羧甲基纖維素鈉水溶液。③涂布器。④點樣器。⑤展開室。第70頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四第71頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四①薄層板制備將1份固定相和3份水在研缽中向一方向研磨混合，去除表面的氣泡后，倒入涂布器中，在玻板上平穩(wěn)地移動涂布器進行涂布（厚度為0.2～0.3mm），取下涂好薄層的玻板，置水平臺上于室溫下晾干，后在110℃烘30分鐘，即置有干燥劑的干燥箱中備用。②點樣用點樣器點樣于薄層板上，一般為圓點，點樣基線距底邊1.0cm，點間距離可視斑點擴散情況以不影響檢出為宜。第72頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四③展開將點好樣品的薄層板放入展開室的展開劑中，浸入展開劑的深度為距薄層板底邊0.5～1.0cm，密封室蓋，待展開至規(guī)定距離，取出薄層板，晾干，按規(guī)定檢測。④顯色和Rf值

Rf=展開后原點與斑點的距離/原點與溶劑前沿間距離。也可以通過相對比移值對所得物質(zhì)進行定性的分析，

Rr=Rf(a)/Rf(s)=被測組分移動的距離/參考物質(zhì)移動的距離

a-被分離組分，s-參考物質(zhì)。

Rr值的重復(fù)性和可比性都優(yōu)于Rf。

第73頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四點樣第74頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四薄層板在不同的層析缸中展開的方式第75頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四黃綠色棕褐色紅色淺藍色亮綠色紫羅蘭色褐色第76頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四化合物顯色劑生物堿1.碘化鉍鉀試劑；2.碘蒸氣黃酮類1.紫外線-氨熏；2.三氯化鋁乙醇液蒽醌類1.乙酸鎂甲醇液；2.5%氫氧化鉀糖類鄰苯二甲酸-苯胺強心苷1.氨胺T-三氯乙酸；2.Kedde試劑甾體1.茴香醛硫酸液；2.三氯化銻冰醋酸酚類三氯化鐵水溶液；2.三氯化鐵-鐵氰化鉀溶液3.香草醛鹽酸液；4.快速藍鹽-B酸類1.葡萄糖苯胺；2.溴甲酚綠乙醇液表2－4

常見化合物的薄層色譜顯色劑第77頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四①吸附劑的用量。一般為樣品量的30-60倍，樣品極性小，難以分離者，吸附劑用量可適當(dāng)提高至樣品量的100-200倍。②盡可能選擇極性小的溶劑裝柱和溶解樣品，以利于樣品在吸附柱上形成狹窄的原始譜帶。③洗脫所用溶劑的極性宜逐步增加，跳躍不能太大。實驗室常用的混合溶劑如下所示：吸附柱色譜常用的混合溶劑（極性遞增）——己烷-苯，苯-乙醚，石油醚-乙酸乙酯，氯仿-乙醚，氯仿-乙酸乙酯，氯仿-甲醇，丙酮-水，甲醇-水第78頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

④為避免發(fā)生化學(xué)吸附，酸性物質(zhì)宜用硅膠作吸附劑、堿性物質(zhì)則宜用氧化鋁作吸附劑進行分離。通常在分離酸性（或堿性）物質(zhì)時，洗脫溶劑中分別加入適量醋酸（氨、吡啶、二乙胺），可收到防止脫尾，促進分離的效果。⑤吸附柱色譜也可用加壓方式進行。溶劑系統(tǒng)也可通過TLC進行篩選，一般TLC展開時使組分Rf值達到0.2-0.3的溶劑系統(tǒng)可選用為柱色譜分離該相應(yīng)組分的最佳溶劑系統(tǒng)。第79頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

聚酰胺吸附屬于氫鍵吸附，特別適合分離酚類、醌類、黃酮類化合物。一般認為通過分子中的酰胺羰基C＝O與酚類、黃酮類化合物的酚羥基Ar-OH，或酰胺鍵上的游離氨基－NH2與醌類、脂肪羧酸上的羰基形成氫鍵締合而產(chǎn)生吸附。至于吸附強弱則取決于各種化合物與之形成氫鍵締合的能力。

第80頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四1.形成氫鍵的基團數(shù)目越多，則吸附能力越強。＞＞2.成鍵位置對吸附力也有影響。易形成分子內(nèi)氫鍵者，其在聚酰胺上的吸附相應(yīng)減弱。

3.分子中芳香化程度高者，則吸附性增強；反之，則減弱。第81頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

一般情況下，各種溶劑在聚酰胺柱上的洗脫能力由弱至強，可大致排列成下列順序：水—甲醇—丙酮—氫氧化鈉水溶液—甲酰胺—二甲基甲酰胺—尿素水溶液。

聚酰胺對一般酚類、黃酮類化合物的吸附是可逆的，適合于該類化合物的制備分離；對生物堿、萜類、甾體、糖類等其他極性與非極性化合物的分離也有著廣泛的用途；對鞣質(zhì)的吸附特強，近乎不可逆，故用于植物粗提物的脫鞣質(zhì)處理特別適宜。第82頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

大孔吸附樹脂是一種不含交換基團的、具有大孔結(jié)構(gòu)的高分子吸附劑，也是一中親脂性物質(zhì)。

原理：

大孔吸附樹脂為吸附和篩選原理相結(jié)合的分離材料。它的吸附性是由于范德華引力或生成氫鍵的結(jié)果。篩選原理是由于其本身多孔性結(jié)構(gòu)所決定。由于吸附和篩選原理，有機化合物根據(jù)吸附力的不同及分子量的大小，在大孔吸附脂上經(jīng)一定的溶劑洗脫而分開。第83頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

大孔吸附樹脂多為白色的球狀顆粒，粒度多為20～60目。分為非極性和極性兩大類。目前常用的為苯乙烯型和丙烯腈型，在樹脂合成時根據(jù)需要引入極性基團則成為極性樹脂從而增強吸附能力。理化性質(zhì)穩(wěn)定，不溶于酸、堿及有機溶劑。對有機物的選擇性較好，不受無機鹽類及強離子低分子化合物存在的影響。第84頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

中藥分離提取操作的基本程序：中藥提取液——通過大孔樹脂——吸附上有效成分的樹脂——洗脫——洗脫液——回收溶液——藥液——干燥——半成品。洗脫液：可使用甲醇、乙醇、丙酮、乙酸乙酯等。應(yīng)用：現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于苷與糖類的分離，生物堿的精制，多糖、黃酮、三萜類化合物的分離等。

第85頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

HPLC是在經(jīng)典液相色譜基礎(chǔ)上引入氣相色譜的塔板理論，并采用了高壓輸液泵、高效固定相和高靈敏度的檢測器，具有分析速度快、分離效率高和操作自動化特點的一種色譜技術(shù)。常用的HPLC檢測器：紫外-可見分光檢測器、示差折光檢測器第86頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四一、根據(jù)物質(zhì)溶解度差別進行分離二、根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進行分離三、根據(jù)物質(zhì)的吸附性差別進行分離四、根據(jù)物質(zhì)分子大小進行分離五、根據(jù)物質(zhì)解離程度不同進行分離六、其他分離方法

第87頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

1.凝膠過濾法

2.透析法

3.超濾第88頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

1）原理：凝膠過濾法也叫凝膠滲透色譜法(GelPermeationChromatography，簡稱GPC法)，分子篩過濾、排阻色譜。其原理主要是利用具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的凝膠分子篩的作用，根據(jù)被分離物分子大小不同而分離。待分離系統(tǒng)中小分子物質(zhì)直徑比凝膠孔徑小，可滲入凝膠微孔中，產(chǎn)生阻滯作用大、流程長、移動速度慢，最后流出，而大分子由于阻滯作用小，流程短，移動速度快，先流出。第89頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四第90頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四①交聯(lián)葡聚糖凝膠(Sephadex)

以葡聚糖凝膠為原料，交聯(lián)劑為環(huán)氧氯丙烷，在堿性條件下制成三維空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。目前市售SephadexG10至G200共有8種。

G表示凝膠保水值，單位為ml/g干膠，G后面的數(shù)字代表凝膠吸水量的10倍。

G-25表示每克干膠膨脹時吸水2.5ml，G-200表示每克干膠膨脹時吸水20ml。第91頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

SephadexG-25中的－OH經(jīng)－OCH2CH2CH2OH

取代后得到的產(chǎn)物。與SephadexG比較，SephadexLH-20分子中

-OH總數(shù)沒有改變，但碳原子所占比例卻相對增加了。因此與SephadexG僅有親水性不同，它不僅可在水中應(yīng)用，也可以在極性有機溶劑或它們與水組成的混合溶劑中膨潤使用。

第92頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

瓊脂糖是從天然瓊脂中分離制備的鏈狀多糖，結(jié)構(gòu)單元為交替排列的D-半乳糖和3，6-脫水-L-半乳糖。瓊脂糖鏈間以氫鍵相互連接形成瓊脂糖束，經(jīng)凝聚處理后構(gòu)成瓊脂糖凝膠。瓊脂糖的商品名因生產(chǎn)廠家不同而異。瑞典的商品名為Sepharose；美國的為Bio-GelA；英國的為Segavac；丹麥的為Gelarose。

第93頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

除Segavac外，都是懸浮于10-3mol/lEDTA和0.02%NaN3（疊氮化鈉）溶液中以濕態(tài)形式出售。

Sepharose有三種型號：Sepharose2B、4B和6B。數(shù)字表示凝膠中干膠的百分含量。從2B到6B，瓊脂糖濃度逐漸增加，篩孔逐漸減小，機械強度依次增大。第94頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

聚丙烯酰胺凝膠是全合成的凝膠。商品名Bio-GelP-。

P-后的數(shù)字乘以1000，表示該種凝膠可應(yīng)用于分離蛋白質(zhì)的最高分子質(zhì)量。

P后面的數(shù)字越大，越適合于大分子的分離。第95頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

透析法是利用小分子物質(zhì)在溶液中可通過半透膜，而大分子物質(zhì)不能通過半透膜的性質(zhì)，達到分離的方法。例如分離和純化皂甙、蛋白質(zhì)、多肽、多糖等物質(zhì)時，可用透析法以除去無機鹽、單糖、雙糖等雜質(zhì)。透析膜有動物性膜、火棉膠膜、羊皮紙膜（硫酸紙膜）、蛋白質(zhì)膠膜、玻璃紙膜等。第96頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四透析袋第97頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四1)

原理

超濾是一種以壓力為驅(qū)動力，利用超濾膜的篩分作用，根據(jù)相對分子質(zhì)量的不同來進行分離的膜技術(shù)。超濾膜的孔徑通常在1~300nm之間，選用不同孔徑的超濾膜，可以將相對分子質(zhì)量在幾百到幾十萬之間的物質(zhì)進行分離。待分離組分的大小一般要相差10倍以上。第98頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

2)超濾膜的選擇①截留分子量的選擇膜的孔徑或截留分子量的選擇雖然主要是根據(jù)被分離物的相對分子質(zhì)量。②

超濾膜的選擇膜表面是液體和膜相互作用的界面，溶質(zhì)和膜之間有靜電相互作用或電荷轉(zhuǎn)移反應(yīng)，膜表面的極性、溶液的pH值等均會影響膜的分離效率。

最好采用抗污性較好的膜材料，如聚丙烯腈、磺化聚砜膜等。

第99頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

3）超濾法的特點：

①選擇性高，分離效率高。

②減少工序，縮短生產(chǎn)周期（不需加熱濃縮），節(jié)約原料，降低成本。③物質(zhì)不發(fā)生相變，常溫操作，有效成分不被破壞，能保持原配方的成分。④去雜質(zhì)效果好。⑤除菌效果好。超濾后可得到無菌澄清的藥液，代替加熱滅菌。第100頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四超濾柱提純大分子物質(zhì)示意圖壓力：6.9×104~6.9×105Pa第101頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四一、根據(jù)物質(zhì)溶解度差別進行分離二、根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進行分離三、根據(jù)物質(zhì)的吸附性差別進行分離四、根據(jù)物質(zhì)分子大小進行分離五、根據(jù)物質(zhì)解離程度不同進行分離六、其他分離方法

第102頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

離子交換法

1.原理：

以離子交換劑作為固定相，以水或含水溶劑作為流動相。當(dāng)流動相流過交換柱時，溶液中的中性分子及與離子交換劑不能發(fā)生交換的離子將通過柱子從柱底流出，而可發(fā)生交換的離子則與交換基團進行離子交換并吸附到柱上，然后改變條件，用適當(dāng)溶劑將其從柱上洗脫下來，即可實現(xiàn)物質(zhì)分離。第103頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

2.結(jié)構(gòu)與性質(zhì)根據(jù)離子交換劑所含功能團的酸堿性，可分為陽離子交換劑和陰離子交換劑兩大類；根據(jù)交換劑的基質(zhì)性質(zhì)，可分為離子交換樹脂、離子交換纖維素、離子交換凝膠三種。離子交換劑——含有解離性離子交換基團（功能基團）的高分子物質(zhì)，由兩部分組成：一部分是大分子聚合物基質(zhì)主體結(jié)構(gòu)，另一部分是具有荷電活性的功能基團。第104頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

離子交換樹脂中的主體結(jié)構(gòu)——樹脂是人工合成的疏水性物質(zhì)，如聚苯乙烯、聚苯酚磺酸、聚丙烯酸等。

1）類型：

A．陽離子交換樹脂——這類交換樹脂基質(zhì)上共價結(jié)合的是帶負電荷的活性基團，即反離子為陽離子，能與溶液中帶正電荷的物質(zhì)進行交換。根據(jù)其活性基團解離度的不同，可進一步分成強酸型、弱酸型和中等酸型三類。強酸型：R-SO3H

中等酸型：R-COOH、R-PO3H2

弱酸型：R-OH、R-SH第105頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四B、陰離子交換樹脂——這類交換樹脂基質(zhì)上共價結(jié)合的是帶正電荷的活性基團，即反離子為陰離子，能與溶液中帶負電荷的物質(zhì)進行交換。強堿型：含有季胺基團，通式為R-NR′R″R″′OH中等堿型：主體結(jié)構(gòu)上既結(jié)合強堿性基團又結(jié)合弱堿性基團弱堿型：含有伯胺、仲胺或叔胺基團，通式R-NH3OH、R-NH2ROH、R-NHR′R″OH第106頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

2）性質(zhì)

A．顏色與形狀——黑色、黃色和乳白色等。外形大部分呈珠狀，大小以目表示。

B．交換容量——離子交換樹脂與溶液中的離子或離子化合物進行交換的能力，它取決于單位質(zhì)量（或體積）的樹脂中活性基團的數(shù)目，單位為mmol/g（ml）樹脂。

3）應(yīng)用

A．用于不同電荷離子的分離。

B．用于相同電荷離子的分離。第107頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

離子交換纖維素是由纖維素作主體結(jié)構(gòu)，纖維素上的—OH基團被功能團取代而形成的，屬于親水型離子交換劑?？煞譃殛栯x子型和陰離子型。離子交換纖維素層析的原理和離子交換樹脂相似，在植物成分分析方面的區(qū)別在于：前者適用于蛋白質(zhì)、酶等活性大分子；后者適用于aa、肽、核苷酸、生物堿、甾醇、萜類、黃酮等中小分子，以及大分子溶液中表面活性劑、尿素及兩性電解質(zhì)的去除。第108頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

離子交換凝膠與離子交換纖維素相同，屬于親水型離子交換劑。離子交換凝膠兼有分子篩和離子交換兩種功能，總交換量比離子交換纖維素大，因此，在某些情況下，分離能力超過了由單一樹脂或纖維素構(gòu)成的離子交換劑。不足之處：當(dāng)洗脫溶液的pH值和離子強度改變時，大部分離子交換凝膠的基質(zhì)體積會發(fā)生較大的變化，造成柱體積壓緊、流速降低。第109頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四第110頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四一、根據(jù)物質(zhì)溶解度差別進行分離二、根據(jù)物質(zhì)在兩相溶劑中的分配比不同進行分離三、根據(jù)物質(zhì)的吸附性差別進行分離四、根據(jù)物質(zhì)分子大小進行分離五、根據(jù)物質(zhì)解離程度不同進行分離六、其他分離方法

第111頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

主要用于生物大分子與固定相之間的特異親合力進行選擇性分離及純化的方法。

分離原理：于載體表面先鍵合具有一般反應(yīng)性能的環(huán)氧或聯(lián)氨（稱為間隔臂），然后再連接上配基，如酶、抗原或激素。當(dāng)含有復(fù)雜混合試樣的流動相流經(jīng)這種經(jīng)固定化的配基時，其中具有親合力特性的生物大分子與配基相互作用而被保留，無此作用的則被洗出；隨后，改變流動相pH值或組成，再將被保留的大分子組分以純品的形式洗脫出來。1.親合色譜第112頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四第113頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

超臨界流體萃取法是利用超臨界狀態(tài)下的流體為萃取劑，從液體或固體中萃取中藥材中的有效成分并進行分離的方法。

CO2因其本身無毒、無腐蝕、臨界條件適中（7.488Mpa，304.15K）的特點，成為超臨界流體萃取法最為常用的超臨界流體（SF）?，F(xiàn)已成功利用超臨界流體提取法提取到了青蒿素，延胡索乙素，薯蕷皂苷、玫瑰精油、卵磷脂等。第114頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

從天然物中分離到化合物單體后，需進行結(jié)構(gòu)鑒定，方法有波譜法，化學(xué)法，文獻調(diào)研等。

1)純化和干燥化合物的樣品

2)通過文獻調(diào)研，理化常數(shù)和化學(xué)定性分析等初步判斷結(jié)構(gòu)類型

3)由波譜法等確定分子式，分子量，不飽和度；進一步推出結(jié)構(gòu)官能團－－推出結(jié)構(gòu)片斷或骨架－推出平面結(jié)構(gòu)－確定其構(gòu)型，構(gòu)象。第四節(jié)天然產(chǎn)物化學(xué)成分的結(jié)構(gòu)鑒定

第115頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

1.

檢查樣品有無均勻一致的晶形，有無明確尖銳的熔點等；

2.薄層層析TLC（熒光、顯色劑）。一般，只有當(dāng)樣品在三種展開系統(tǒng)中均呈現(xiàn)單一斑點時方可確認其為單一化合物，個別情況下，甚至須采用正、反相層析兩種方式加以確認。

3.氣相色譜GC和HPLC是一種很好的檢測方法，省時、靈敏度高。第116頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四1.已知化合物鑒定的一般程序1）測定樣品的熔點，與已知品的文獻值對照，比較是否一致或相近2）測定樣品與標準品的混熔點，所測熔點值不下降3）將樣品與標準品共薄層色譜或紙色譜，比較其Rf值是否一致4）測定樣品的紅外光譜圖，與標準品的紅外光譜或標準譜圖進行比較，是否完全一致。第117頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

2.未知化合物結(jié)構(gòu)研究1）方法①注意樣品在提取、分離過程中的行為。②測定有關(guān)理化性質(zhì)，如不同pH值、不同溶劑中的溶解度及層析行為、灼燒實驗、化學(xué)定性反應(yīng)等。③結(jié)合文獻調(diào)研。第118頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

2.未知化合物結(jié)構(gòu)研究2）程序：①進行檢識反應(yīng)，初步推斷化合物的類型②化合物分子式的測定——a、元素分析結(jié)合分子量測定

b、同位素峰法c、高分辨質(zhì)譜③計算不飽和度r+db，推測可能存在的基團④測定有關(guān)光譜，如IR，UV，1H-NMR，13C-NMR來確定其結(jié)構(gòu)⑤結(jié)構(gòu)驗證：a.根據(jù)初步推斷的結(jié)果與已知化合物進行比對；b.測定NOE譜或二維核磁共振譜；c.進行X-rayd.人工合成。第119頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四1.確定分子式、計算不飽和度1）元素定量分析+分子量測定一般在進行元素定量分析前應(yīng)先進行元素定性分析，找出分子中存在哪幾種原子。進行元素定量分析，找出各種原子的相對數(shù)目，即決定經(jīng)驗式（實驗式）。測定分子量，確定各種原子的確實數(shù)目，給出分子式。第120頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

例如：從刺果甘草根中分得的某白色針晶，該物質(zhì)只含有C、H、O三種元素，元素定量分析得到以下結(jié)果C：79.35%，H：10.21%，EI-MS測定其分子離子峰（m/z）為456，試確定該化合物的分子式。

解：

（1）從100中扣除C、H后得O=10.44%；（2）C：H：O=79.35%/12.01：10.21%/1.008：10.44%/16.00=10.16：15.58：1

按倍比定律，原子間的化合一定是整數(shù)的，所以最終確定為（C10H16O）n；（3）因為EI-MS測定其分子離子峰（m/z）為456，C10H16O的分子量為152，所以n=456/152=3；（4）該化合物最終確定為C30H48O3。第121頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

已知組成有機化合物的主要元素（F、P、I除外）均由相對峰度比一定的同位素所組成，且重元素一般比輕元素重1-2個質(zhì)量單位。故由重元素組成的分子也將較輕元素組成的正常分子重1-2個質(zhì)量單位。所以，在大多數(shù)有機化合物的MS圖上，除分子離子峰[M+]外，常能看到M+1，M+2的同位素峰。對一定的化合物來說，其[M]、[M+1]及[M+2]峰的相對強度始終為一定值（含Cl、Br除外）。第122頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

高分辨質(zhì)譜（HR-MS）可將物質(zhì)的質(zhì)量精確測定到小數(shù)點后第3位。例如：C8H12N4

、C10H12N2O、C10H12O2、C10H16N2四種化合物，它們的相對分子質(zhì)量雖都是164，但精確質(zhì)量并不相同，在HR-MS上可以很容易地進行分別。

C8H12N4——164.1063C10H12N2O——164.0950C10H12O2——164.0837C10H16N2——164.1315第123頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

r+db=IV-I/2+III/2+1I為一價原子（如H、D、X）的數(shù)目；

III為三價原子（如N、P）的數(shù)目；

IV為四價原子（如C、Si）的數(shù)目。

O、S等二價原子與不飽和度計算無關(guān)，故不予考慮。第124頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

200～400nm為紫外譜區(qū)，400～700nm為可見譜區(qū)。

（1）UV中常用的光譜術(shù)語：①λmax和λmin表示樣品分子的最大和最小吸收波長，

εmax摩爾吸收系數(shù)；②發(fā)色團：指能吸收光子能量并產(chǎn)生躍遷的不飽和共價鍵基團，這些基團一般帶有π電子，如：C=C、C=O、C=N、N=N、N=O等；③助色團：指在200nm以上沒有吸收，但與發(fā)色團相連后可使發(fā)色團的最大吸收峰向長波長方向移動，吸收強度也有所增加的基團，一般為帶有n電子的原子或官能團，如OH、NH2、Cl、SH等；第125頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四④紅移：使吸收峰向長波長方向移動的現(xiàn)象；⑤藍移：使吸收峰向短波長方向移動的現(xiàn)象；⑥增色效應(yīng)：使吸收強度增加的效應(yīng)；⑦減色效應(yīng)：使吸收強度減弱的效應(yīng)。一般采用紫外分光光度計。第126頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四1）無共軛體系的簡單分子①飽和碳氫化合物：這類化合物分子中只有σ電子，在近紫外區(qū)無吸收。②帶雜原子的飽和分子，僅少數(shù)化合物的吸收帶落在近紫外區(qū)③具孤立發(fā)色團分子：孤立發(fā)色團均含有雙鍵，若再有n電子（如羰基）時，則會發(fā)生躍遷，從而產(chǎn)生一系列孤立發(fā)色團的特征吸收帶。④與助色團相連的不飽和鍵：當(dāng)助色團與不飽和鍵相連時，由于雜原子，如N、O、Br等上的孤對電子可與不飽和鍵中的π電子云發(fā)生p-π共軛，所以吸收帶紅移，同時吸收強度也增加。第127頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

2)共軛分子丙烯和胡蘿卜素分子都含有碳碳雙鍵，但前者無色，后者則為桔黃色。why？原來，隨著共軛烯鍵的增加，π電子不僅可在孤立雙鍵之間活動，而且可在不同共軛程度的多烯范圍內(nèi)活動，這也是多烯類化合物常出現(xiàn)一系列吸收峰的原因所在。由于紫外光譜的吸收波長呈現(xiàn)比較強的規(guī)律性，故共軛多烯的紫外吸收可從理論上進行預(yù)測，如Woodward-fieser規(guī)則、Fieser-Kuhn規(guī)則等。第128頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四1）成分的鑒定骨架類型的判斷

兩個指標——λmax及εmax

a．若在200-400nm之間無吸收，則說明該分子為飽和化合物或僅帶有孤立C=C的非共軛分子。

b．若在270-350nm之間有弱吸收（ε=10-100），且在200nm以上無其他吸收，表明該化合物可發(fā)生n-π*躍遷。據(jù)此可推測分子中有-C=O、-C=C-O、-C=N-、-C=C-N等帶有孤對電子的未共軛的發(fā)色團。第129頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四A.骨架類型的判斷c．若紫外圖譜上有許多峰，且某些峰甚至出現(xiàn)在可見光區(qū)，則該化合物可能具有長鏈共軛系統(tǒng)或稠環(huán)芳烴。d．若波長吸收峰在250nm以上，εmax在1000-10000之間，則化合物一般含有芳香系統(tǒng)。e．若波長吸收峰的強度εmax在10000-20000之間，標明分子中具有α、β-不飽和酮或共軛烯烴。第130頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

a．酮式和醇式的判斷如：苯甲酰丙酮有兩個異構(gòu)體，它們的紫外吸收完全不同

λmax247nmλmax310nmb.順式和反式的區(qū)別

第131頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四2）樣品中雜質(zhì)的檢查紫外光譜可用來測定試樣中具有紫外吸收的微量雜質(zhì)。紫外分析也是藥檢部門的常用方法之一。例如，腎上腺素中常?；煊衅浜铣稍夏I上腺酮，此雜質(zhì)的含量過高會影響腎上腺素的療效，藥檢機關(guān)就是采用紫外光譜來檢測腎上腺酮的含量的。3）在定量分析中的應(yīng)用利用紫外光譜進行定量分析的前提是樣品必須在紫外-可見光區(qū)有明顯的吸收，其原理基于朗伯-比爾定律，即樣品在某波長處的吸收強度與所測樣品的濃度成正比A=εcl。第132頁，共157頁，2023年，2月20日，星期四

分子中價鍵的伸縮及彎曲振動將在光的紅外區(qū)域，即4000-625cm-1處引起吸收。測得的吸收圖譜叫紅外光譜IR(InfraredAbsorptionSpectroscopy)。

特征